protonuitwisseling membranen (PEM's):

* gesulfoneerd poly (aryleenether keton) (SPEEK): SPEEK is een veelbelovend alternatief met hoge geleidbaarheid en thermische stabiliteit, maar het heeft een lagere chemische stabiliteit dan Nafion.

* polybenzimidazol (PBI): PBI biedt een hoge thermische en chemische stabiliteit, maar het vereist hoge bedrijfstemperaturen (meestal boven 100 ° C).

* polyethersulfone (PES): PES is een andere optie met een goede geleidbaarheid en mechanische sterkte, maar het kan gevoelig zijn voor afbraak onder hoge temperaturen en oxiderende omstandigheden.

* Composietmembranen: Het combineren van verschillende polymeren of het opnemen van vulstoffen kan de eigenschappen van PEM's verbeteren. Het gebruik van silica -nanodeeltjes kan bijvoorbeeld de stabiliteit en geleidbaarheid van het membraan verhogen.

Anion Exchange Membranes (AEMS):

* Quaternaire ammonium gefunctionaliseerde polymeren: Deze polymeren zijn typisch gebaseerd op poly (vinylalcohol) of poly (ethyleenoxide), met quaternaire ammoniumgroepen bevestigd aan het polymeer -ruggengraat. AEM's bieden het potentieel voor hogere stroomdichtheden en lagere bedrijfstemperaturen in vergelijking met PEM's.

* zwitterionische membranen: Deze membranen bevatten zowel positief als negatief geladen groepen, waardoor een hogere geleidbaarheid en een betere weerstand tegen afbraak mogelijk zijn.

Andere opties:

* keramische membranen: Deze membranen zijn gemaakt van keramische materialen zoals zirkonia of titania. Ze bieden hoge stabiliteit en weerstand tegen corrosie, maar ze kunnen bros en duur zijn.

* vloeibare elektrolyten: In plaats van een membraan kunnen vloeistofelektrolyten zoals zwavelzuur of kaliumhydroxide worden gebruikt voor elektrolyse. Deze aanpak is goedkoper en biedt een hogere geleidbaarheid, maar het vereist robuuste celontwerpen om lekkage te voorkomen.

Het juiste alternatief kiezen:

Het beste alternatief voor Nafion hangt af van de specifieke toepassing. Factoren om te overwegen zijn onder meer:

* Bedrijfsomstandigheden: Temperatuur, druk en de aanwezigheid van corrosieve of oxiderende soorten.

* Elektrolyttype: Zuur, alkalisch of neutraal.

* gewenste geleidbaarheid en stabiliteit: Het vermogen van het membraan om ionen en zijn weerstand tegen afbraak te voeren.

* kosten: De prijs van het membraan en het productieproces.

Onderzoek en ontwikkeling op het gebied van membraanmaterialen voor elektrolyse is aan de gang en er zijn voortdurend nieuwe alternatieven met verbeterde eigenschappen.